汽轮发电机组轴系扭振固有特性计算

在轴系扭振的研究中固有特性的计算方法是基础工作之一.将带有附加集中惯量的多段集中质量数学模型与修正后的Riccati传递矩阵法相结合,应用于汽轮发电机组轴系扭振的固有特性计算中.通过理论分析和对国产300MW汽轮发电机组轴系的扭振固有特性的实际计算,并与现场实测结果进行对比,表明该方法既简单又具有较高精度.适合于多跨大型轴系的扭振固有频率和振型的计算.     

1000MW汽轮发电机组轴系扭振特性计算评估

使用混合编程技术对一个计算评估汽轮发电机组轴系扭振特性的机网相互作用数字仿真程序MANDISP进行了Windows版本的开发,包括图形用户界面的创建及扭振特性分析功能的增强.Windows版本的MANDISP能对汽轮发电机组进行轴系模态频率与振型计算,对电网中的各种故障及操作进行时域仿真并计算其引起的机组轴系疲劳寿命损耗.最后利用程序对国产首台1 000MW汽轮发电机组进行轴系扭振特性分析、暂态扭矩仿真及疲劳寿命损耗研究.计算结果表明,机组轴系自然频率满足轴系扭振频率设计要求,疲劳损耗也满足目前通常使用的机组设计标准.     

发电机组轴系扭振疲劳损伤评估方法研究

凹槽、套装联轴器等结构往往是汽轮发电机组轴系疲劳损伤的薄弱环节,对其进行应力分析至关重要,经验公式无法满足要求。以某600 MW汽轮发电机组轴系为例通过有限元建模方法对汽轮发电机组轴系进行扭应力分析,进一步得到薄弱环节的应力寿命曲线,优化疲劳极限取值,实现低幅值次同步振荡工况下的疲劳评估。采用多段集中质量模型分析扭振固有特性,结合轴系扭振固有特性和应力寿命曲线,评估机组轴系在次同步振荡工况下的疲劳损伤。此方法可用于评估汽轮发电机组轴系疲劳损伤情况。     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究

对汽轮发电机组轴系的离散质量模型采用传递矩阵方法和模态综合技术研究了中、低压末级长叶片切向弯曲振动对轴系扭转振动的影响。研究表明,长叶片与轴系之间存在着弯扭耦合振动,叶片的切向弯曲振动对轴系扭振特性有影响。     

汽轮发电机组转子轴系扭振主动控制的模拟研究

该文分析了汽轮发电机组转子轴系的扭振问题，提出了采用主动控制消除扭振危害的技术措施。文中建立了机组轴系扭振主动控制的离散化系统模型，利用最小能量法分别导出了轴系在局部控制和全局控制下的最优控制规律，进行了转子轴系扭振主动控制过程的计算机模拟，从理论上得到了在不同控制规律作用下汽轮发电机组轴系扭振总能量的衰减特性，提出了具有一定的工程意义的扭振主动控制方案，并对未来汽轮发电机组轴系实现扭振主动控制的     

300 MW汽轮发电机组在机电耦合作用下的扭振

大型汽轮发电机组轴系扭振是电网系统和机械系统相互作用的结果.以1台300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对轴系扭振和机电耦合次同步谐振的耦合作用进行了模拟试验.结果表明:在三相短路故障激励下,具有串补电容的输电线路比无串补电容的输电线路对机组轴系扭振响应的影响更大;补偿度越高,电力系统中谐振电流明显增大,发生机电耦合次同步振荡的危险性越大.     

汽轮发电机组轴系扭振响应分析

针对传统的汽轮发电机组轴系扭振瞬态响应求解模型的不足,进行了去线性趋势处理,消除了Newmark-β法存在的线性累积误差,建立了新的求解模型.以300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对典型电力系统扰动(如三相短路、两相短路、非同期并网等)下的轴系扭振响应进行了仿真分析.结果表明:几种扰动均能激起轴系的前五阶扭振固有频率,尤以120°非同期并网激起的轴系扭振响应最大;在整个轴系的扭振响应上,发电机转子处的扭振比汽轮机转子处剧烈.     

汽轮发电机组轴系扭振的时频特征分析

针对电网动态模拟系统和汽轮发电机组轴系扭振模拟机,开展了典型工况及故障扰动下的汽轮发电机组轴系扭振试验研究,并利用非平稳信号的时频分析方法Hilbert-Huang变换（HHT）对轴系的扭振信号进行了分析．结果表明：在短路故障的冲击下,机组有机电互作用的扭振发生时,扭转振动的幅值大幅增加,扭振频率也发生了变化;三维时频图显示了扭振幅值开始增大然后逐渐减小,形成一个瓶颈状的峰谷对应曲线;三相短路故障引起的机电互作用的扭振时间大于两相短路故障引起的机电互作用的扭振时间;Hilbert谱图能获得时间、频率和幅值对应的关系,定量刻画了频率和幅值随时间的变化过程．     

旋转机械轴系扭振固有特性分析

作为旋转机械轴系共振问题基本问题之一的"轴系扭转振动固有频率计算"是机组设计不可缺少的一环。根据旋转机械轴系扭振的固有特性的特点,采用Riccati传递矩阵和Holzer法进行计算,并编制了相应的程序,介绍了对模型进行降阶的方法,最后通过对次同步谐振模拟机轴系扭振固有频率和振型的计算,验证了模型降阶方法和计算程序的正确性。     

大型汽轮发电机组扭振试验中激振方法的研究

目前大型汽轮发电机组轴系扭振特性的现场试验中广泛采用稳态不对称短路变频激振法,该方法能有效地测得轴系的低阶固有频率,而难于或测不到高阶固有频率。为寻求其中的原因和规律性,本文用模态分析方法,以２００ＭＷ汽轮发电机组为对象,对轴系扭振试验过程中的动态响应进行了数值仿真,计算结果与现场测试结果完全一致,研究同时表明,在一定试验参数下,高阶振型也是能够被激起的,这些结论对现场试验有指导意义。     

水平轴风力机塔架的频率和振型特性实验研究

为了研究风力机塔架的振动特性,文章利用动态信号采集分析系统,对水平轴风力机塔架进行了实验模态分析和运行模态分析测试,得到了塔架静止与振动两种工况下的固有频率与模态振型,分析了塔架的振动特性。通过对风力机振动信号的频谱分析发现,风速小于10 m/s时,只能激励起塔架挥舞方向与摆振方向的二阶模态;通过对风力机塔架的模态分析发现,风力机发生振动,塔架固有频率与模态振型发生小幅度改变;随着风速和振动烈度的增大,塔架模态参数的变化幅度随之增大。该研究可以为风力机塔架优化设计提供借鉴。     

某两缸柴油机增压器的布置结构优化

针对增压器涡轮外壳出现裂纹的故障,通过ANSYS结构动力学分析,得知增压器系统前2阶固有频率在发动机的激振频率范围内,存在系统共振,是故障的主要原因。为提高系统固有频率,设计了2个优化方案。通过模态分析及可靠性试验,结果表明:最优方案的一阶固有频率提高了98%,达到设计目标,且零件通过了可靠性试验的考核。     

5 MW风力机叶片模态特性分析

为了研究叶片铺层和主梁形式对大型自适应叶片动态特性的影响,利用Ansys软件建立了5 MW风力机叶片的有限元模型.对不同梁帽铺层角度和主梁形式的叶片进行了模态分析,给出了各模型的前十阶固有频率和振型,分析了叶片梁帽铺层角度、主梁形式和转速对风力机叶片固有频率的影响.结果表明：叶片梁帽铺层角度和叶片主梁形式对固有频率具有重要影响;在叶片的弯扭耦合设计过程中,要考虑设计参数对叶片模态特性的影响,以避免叶片发生振动性能失效.     

Discrepancy study of modal parameters of a scale jacket-type supporting structure of 3.0-MW offshore wind turbine in water and in air

The discrepancy of modal parameters of a scale offshore wind turbine is studied by using the proposed assessment method. One theoretical development is that weak genuine modes can be separated from strong noisy modes; and the other is the size of the reconstructed Hankel matrix will not be changed to ensure the comparability of modal parameters from different scenarios. A numerical signal is synthesized to demonstrate the proposed method. Numerical results indicate that the approach can isolate the two genuine modal parameters respectively, by applying estimated pass band with a 2 by 2 Hankel matrix of the Eigensystem Realization Algorithm, which means it can be used as a criterion to assess modal parameters from different scenarios. An experiment with model scale 15 from a 3.0-MW offshore wind turbine is tested. Experimental results indicate that natural frequencies are considerably reduced and damping ratios are increased, with the rate of frequency change varies from 15.33% to 17.97%. The modal parameters obtained in water with waves are close to those obtained in still water even if the structure is excited by a hammer or waves. The modal parameters estimated from the reconstructed responses of different accelerometers are in excellent agreement.     

便携式发动机工况信号模拟器的设计与开发

开发了一种简单、便携的发动机工况信号模拟器。硬件上，通过内置键盘／LCD界面为用户提供了灵活的发动机传感器信号参数设定模式；软件上，通过MAP图模型为用户提供丁简单的ECU硬件在环调试手段，解决了ECU调试中传感器信号灵活组合的问题。试验结果表明：所开发的发动机工况信号模拟器能够灵活地输出发动机传感器的组合信号，对发动机ECU软件逻辑调试和故障测试起到了良好的辅助作用。     

小型风力发电机叶片模态特性分析

以800W水平轴风力发电机叶片为对象,研究其叶片的模态特性．从理论上介绍了应力刚化和旋转软化对叶片固有频率的影响,并给出了考虑应力刚化和旋转软化效应的振动方程;利用ANSYS软件建立了有限元模型,分别对风力发电机叶片在仅考虑应力刚化或旋转软化时,以及同时考虑应力刚化和旋转软化时的模态特性进行了计算分析．计算结果表明：应力刚化对固有频率的影响比旋转软化大;仅考虑旋转软化时,叶片的固有频率比零旋转角速度时低;而综合两者的影响时,叶片的固有频率比零旋转角速度时高．     

水电站厂房楼板自振特性研究

为分析某坝后式水电站厂房结构自振特性,开展现场模态试验和有限元数值模拟计算,并对比两种方法的差异性,同时探讨了厂房剧烈振动原因。结果表明,针对振动突出的局部区域,两种方法自振频率及振型基本一致,可认为数值计算结果真实可靠;数值计算中,除直接对结构整体进行模态计算和谐响应动力复核外,还可针对研究重点进行局部模态分析,以避免因整体计算而产生的频率及振型的掩盖现象。     

燃气轮机转子模态试验与分析

介绍了某型燃气轮机转子模态试验,试验测得转子静态固有频率和模态振型。利用传递矩阵法对该转子进行了相应计算与对比分析,分析与试验结果为进一步研究该类型燃机转子的结构刚度问题提供了依据。     

四缸内燃机机体结构模态分析

以某直立四缸柴油机为例 ,用 Pro/ Engineer软件在建立底部被约束的机体三维实体模型的基础上 ,对机体结构进行了约束模态的有限元分析 ,得出了机体结构的前 2 0阶约束模态的固有频率及相应振型 ,并与机体自由模态分析结果进行了比较。结果显示出了机体各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区 ,揭示了不同频率范围内机体结构振动模态的特点。同时 ,分析结果表明 :约束模态的固有频率及振型都与自由模态有显著的差别 ,因此考虑约束边界条件的机体模态分析对揭示机体结构的动力学特性是非常有必要的。     

小型柴油机机体结构分析

本文应用试验模态分析技术研究小型风冷柴油机和水冷柴油机机体扩缸前后的动态特性,从固有频率、机体刚度、受迫响应数据、工作面的振动特征等方面比较扩缸机体对工作性能的影响;扩缸机体有基本相同的动态特性和变形,对工作无根本影响;分析机体各部分结构对柴油机工作性能的影响,对机体结构优化设计,提高动态特性具有一定的指导意义。